Java?對象在?JVM?中的內存布局超詳細解說
一、new 對象的幾種說法
初學 Java 面向對象的時候,實例化對象的說法有很多種,我老是被這些說法給弄暈。
public class Test { public static void main(String[] args) { // 創(chuàng)建一個 ProgramLanguage 對象, 對象名是 java ProgramLanguage java = new ProgramLanguage(); // 實例化一個 ProgramLanguage 對象, 對象名是 c ProgramLanguage c = new ProgramLanguage(); // 把 ProgramLanguage 類實例化, 實例化后的對象的對象名是 python ProgramLanguage python = new ProgramLanguage(); } } class ProgramLanguage { private Integer id; private String name; }
下面的三種說法的操作都是實例化對象,只是說法不一樣而已
- ① 創(chuàng)建一個 xxx 對象
- ② 實例化一個 xxx 對象
- ③ 把 xxx 類實例化
二、Java 對象在內存中的存在形式
這里先簡單看一看 Java 對象在內存中的存在形式和幾個內存相關的概念,后面還會詳細介紹的。先看下面的幾個知識點:
1. 棧幀(Frame)
- ① 方法被調用則棧幀創(chuàng)建,方法執(zhí)行結束則棧幀銷毀
- ② 棧幀中存儲了方法的局部變量信息
- ③ 棧幀是分配給方法的一段??臻g
- main 方法作為程序的入口肯定是第一個被調用的方法,所以會先創(chuàng)建 main 方法的棧幀
- 在 main 方法中調用了 test1 方法,并傳入【55】作為參數給 test1 方法的局部變量 v,所以第二個創(chuàng)建的是 test1 方法的棧幀
- test1 方法中的代碼很快就執(zhí)行完了,所以 test1 的棧幀很快會被銷毀(方法執(zhí)行結束后該方法的棧幀銷毀)
- 在 main 方法中調用了 test2 方法,并傳入【88】作為參數給 test2 方法的局部變量 v,所以第三個創(chuàng)建的是 test2 方法的棧幀
- 在 test2 方法中調用了 test3 方法,并傳入【666】作為參數給 test3 方法的局部變量 v,所以第四個創(chuàng)建的是 test3 方法的棧幀
- 當 test3 方法執(zhí)行完畢后,test3 方法的棧幀被銷毀
- test3 方法的結束也正是 test2 方法的結束,所以 test2 方法的棧幀也被銷毀
- test2 方法的結束表示 main 方法的結束,所以 main 方法的棧幀會被銷毀
2. 對象在內存中的存在形式 ①
- Java 中的所有對象都是通過
new
關鍵字創(chuàng)建出來的(new 關鍵字:實例化一個對象;向堆空間申請一段內存,用于存放剛剛實例化的對象) - 所有的對象都存儲在堆空間
- 所有保存對象的變量都是引用類型
- 局部變量是放在棧空間
- Java 運行時環(huán)境中有個垃圾回收器(garbage collector),會自動回收沒有被使用的(堆空間的)內存
- 當一個對象沒有被任何引用指向的時候,會被 GC 回收掉內存
分析下面的代碼的內存布局:
public class DogDemo { public static void main(String[] args) { Dog doggy = new Dog(); doggy.age = 6; doggy.weight = 3.14; } }
- main 方法被調用,會在??臻g創(chuàng)建 main 方法的棧幀,main 方法的棧幀中會存放 main 方法中的局部變量信息(包括 args 和 main 方法中對象的引用 doggy)
- 在 main 方法中,通過
new
關鍵字實例化了 Dog 對象,Dog 對象存儲在堆空間 - 堆空間中有一段內存用于存儲類的對象的數據,這段內存中存放了 Dog 對象的屬性信息(如 age、weight)
- ??臻g中的 doggy 變量代表堆空間中的對象的地址(通過地址可以訪問對象)
分析下面的代碼的內存布局(稍微復雜)
public class Dog { public int price; }
public class Person { public int age; public Dog dog; }
public class Test { public static void main(String[] args) { Dog doggy = new Dog(); doggy.price = 255; Person yeTing = new Person(); yeTing.age = 20; yeTing.dog = doggy; } }
- main 方法被調用,會在??臻g創(chuàng)建 main 方法的棧幀,main 方法的棧幀中會存放 main 方法中的局部變量信息(包括 args、main 方法中對象的引用 doggy、對象的引用 yeTing)
- 在 main 方法中,通過
new
關鍵字實例化了 Dog 對象,Dog 對象存儲在堆空間。堆空間中有一段內存用于存儲 Dog 對象的屬性信息(如 price = 255) - 在 main 方法中,通過
new
關鍵字實例化了 Person 對象,Person 對象存儲在堆空間。堆空間中有一段內存用于存儲 Person 對象的屬性信息(如 age = 20),堆空間中,Person 對象的屬性 dog 是 Dog 對象的引用,所以它指向的是堆空間中的 Dog 對象(dog 指向的是??臻g中的 doggy 引用的堆空間的 Dog 對象。doggy 和 yeTing 指向的 Person 對象中的 dog 屬性指向的是同一個對象) - 引用變量不一定是在??臻g(也可能是在堆空間,如上圖中 yeTing 指向的 Person 對象中 dog,這個 dog 就是引用變量。但是,它是在堆空間。)
- 引用變量指向對象實際上保存的是對象在堆空間中的地址值(如:doggy 保存的是 Dog 對象在堆空間的地址值、yeTing 保存的是 Person 對象在堆空間的地址值)
3. 對象中的方法存儲在那兒?
看下面的代碼,思考對象中的方法存儲在那兒?
public class Dog { public int price; public void run() { System.out.println(price + "_" + "run()"); } public void eat() { System.out.println(price + "_" + "eat()"); } }
public class Test { public static void main(String[] args) { Dog dog1 = new Dog(); dog1.price = 255; dog1.run(); dog1.eat(); Dog dog2 = new Dog(); dog2.price = 552; dog2.run(); dog2.eat(); } }
Java 虛擬機執(zhí)行 Java 程序時會把內存劃分為若干個不同的數據區(qū)域,主要包括:
- ① PC 寄存器(Program Counter Register):存儲 Java 虛擬機正在執(zhí)行的字節(jié)碼指令的地址
- ② Java 虛擬機棧(Java Virtual Machine Stack):存儲 Java 方法的棧幀(① 方法被調用的時候會在??臻g創(chuàng)建該方法的棧幀,該方法執(zhí)行完畢后,該方法對應的棧幀會銷毀;② 棧幀中會存放方法中的局部變量信息)【棧空間】
- ③ 堆空間(Heap):存儲被 GC(垃圾回收器) 所管理的各種對象(GC 管理的是通過 new 關鍵字創(chuàng)建的對象)
- ④ 方法區(qū)(Method Area):存儲每個類的結構信息(如:字段和方法信息、構造方法和普通方法的字節(jié)碼信息)
- ⑤ 本地方法棧(Native Method Stack):用來支持 native 方法的調用(如:用 C 語言編寫的方法)
4. Java 對象在內存中的存在形式 ②
String:
- 是字符串,在 Java 編程中被頻繁地使用,但它是引用類型
- Java 中雙引號包裹的內容默認就是字符串類型
- Java 中被雙引號包裹的內容叫做字符串常量
- 字符串常量存儲在字符串常量池中(String Constant Pool)
- jdk1.7 之前,字符串常量池在方法區(qū);后來被移動到了堆空間。所以,jdk1.8的字符串常量存儲在堆空間的字符串常量池中
- 后面學習 String 的時候還會細說
分析下面代碼的內存布局:
public class Dog { String name; int age; String color; }
public class DogDemo { public static void main(String[] args) { Dog doggy = new Dog(); doggy.name = "笑天"; doggy.age = 6; doggy.color = "黑"; } }
三、類中屬性詳細說明
- 現實世界中的對象有狀態(tài)(State)和行為(Behavior),面向編程中的對象有屬性(Field)和方法(Method)。
- 類是創(chuàng)建單個對象的藍圖(模板)
下面詳細說明一下類中【屬性】這個概念。其實上篇文章已經能夠很好理解,這里只是再補充一下而已。
- 屬性、成員變量、字段(field)指的是同一個東西(即一個類的狀態(tài))
習慣上把現實世界的對象的狀態(tài)(State)和編程中的屬性聯系在一起,便于理解
- 屬性可以是基本數據類型或引用類型(自定義類,接口,數組 …)
- 定義屬性的語法:訪問修飾符 + 屬性類型(eg: String、int、Dog、Bicycle) + 屬性名
- 訪問修飾符(控制屬性被訪問的范圍)有四種:public、protected、默認(不寫)、private【后面會詳細說】
/** * 訪問修飾符有四種:public、protected、默認(不寫)、private */ public class Dog { public String name; protected int age; String color; private double weight; }
如果不給對象的屬性賦值,屬性會有初始值
/** * 測試若不給對象的屬性賦初始值, 它們的默認初始值 */ public class FiledInitialValueTest { private int score; private short age; private byte month; private long salary; private float height; private double pi; private char firstName; private boolean isTrueLove; private Person person; public static void main(String[] args) { FiledInitialValueTest test = new FiledInitialValueTest(); System.out.println("\n若不給對象的屬性賦值, 初始值如下所示:"); System.out.println("score【int】 = " + test.score); System.out.println("age【short】 = " + test.age); System.out.println("month【byte】 = " + test.month); System.out.println("salary【long】 = " + test.salary); System.out.println("height【float】 = " + test.height); System.out.println("pi【double】 = " + test.pi); // 字符類型的屬性的初始值是空串(在控制臺無法看到) System.out.println("firstName【char】 = " + test.firstName); // 字符類型的屬性的初始值強制類型轉換為 int 后是【0】 System.out.println("firstName【(int)char】 = " + (int) test.firstName); System.out.println("isTrueLove【boolean】 = " + test.isTrueLove); System.out.println("person【person】 = " + test.person); } }
四、細小知識點
1. 如何創(chuàng)建對象
必須先有類(模板)才能創(chuàng)建對象
通過【new】關鍵字創(chuàng)建類的對象?!緉ew】:向堆空間申請一塊內存存儲對象數據
public class TestCreateObject { public static void main(String[] args) { // (1) 先聲明再創(chuàng)建 Dog dog; // 聲明 dog = new Dog(); // 通過 new 關鍵字創(chuàng)建對象 // (2) 聲明并創(chuàng)建對象 Dog doggy = new Dog(); } }
2. 如何訪問屬性
可通過【.】號訪問屬性或調用方法
可把 . 看做【的】、【の】
五、Exercise
看代碼,畫圖:
public class Person { private int age; private String name; public static void main(String[] args) { Person yangJiaLi = new Person(); yangJiaLi.age = 17; yangJiaLi.name = "楊嘉立"; // 下面的一行代碼有2種說法: // 1. 把 yangJiaLi 賦值給 yjl // 2. yjl 指向 yangJiaLi Person yjl = yangJiaLi; System.out.println(yjl.age); // 17 } }
六、總結
本篇文章的重點是第二節(jié)【Java 對象在內存中的存在形式】
需重點知道:
到此這篇關于Java 對象在 JVM 中的內存布局超詳細解說的文章就介紹到這了,更多相關Java JVM 內存布局內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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